广播发射台系统监测手机APP端的实现

乌云达来 殷鹏飞

1.2.锡林浩特广播发射中心台 内蒙古 锡林浩特市 026000

1 系统概况

为进一步实现广播发射台智慧化建设、标准化管理，完善台站的安全播出技术防范水平、守好意识形态主阵地，锡林浩特广播发射中心台通过建设手机APP系统，实现了发射机房8 套中波节目（中央中国之声、中央经济之声、中央民族之声、内蒙古蒙古语新闻综合、内蒙古汉语新闻综合、内蒙古绿野之声、锡盟汉语综合、锡盟蒙古语综合）、5套调频节目（内蒙古交通之声、内蒙古音乐之声、内蒙古经济之声、内蒙古评书曲艺、内蒙古绿野之声）运行状态及设备故障远程实时报警推送功能。手机APP系统的应用，使安全播出管理人员通过一部手机就可以在第一时间掌握设备故障情况、随时随地了解台站播出系统的运行状态。同时当播出设备发生故障时，APP 系统可以立即将信息推送至安全播出管理人员，大大缩短了发现和排查故障的时间，提高了发射台安全播出保障整体应对能力。

2 系统方案设计和功能介绍

2.1 方案设计

手机APP 系统通过无线接收方式，将接收到的信号进行统计、分析，对发射台播出节目的场强、载噪比等重要数据进行分析比对，达到对播出节目状态实时监测的目的。一旦监测系统发现播出节目监测到的数据在一定时间内低于所设定的门限值，系统会及时发出报警信息，以此实现对劣播、停播状况的及时报警。

整个APP 系统采用多服务器搭建私有云、多移动客户端访问的架构，同时对权限、功能、安全等要求做综合考虑，系统在新建、改建、扩建时同步规划并设计安全方案，建设网络安全体系，保障数据安全。

APP 软件系统采用B/S 基础架构设计，结合Web实时通信技术 （Java Applet、 WebSocket、Comet）组成统一的综合信息访问平台（见图1）。平台需具备面向服务的体系结构（SOA），实现平台服务互联特性，各级平台应用服务器之间可以通过现有网络进行级联互访实现信息转发与共享，设备状态、运行指标、实时告警等数据可以通过平台服务进行推送和上报。

APP 系统设备构成：13 副无线接收天线、3 台多路广播网络监测仪、数据云平台软件、配套网关及防火墙、移动端APP 软件和移动终端设备。

图1 系统网络架构图

统一考虑物理与环境安全、主机安全、网络安全、接口安全、运行安全、数据安全与应用安全等相关问题。通过部署软件防火墙、硬件防火墙等安全策略建设安全体系，确保整个系统的安全、可靠、稳定运行。为避免“陷门”、病毒、非法操作、拒绝服务、网络资源非法占用和非法控制等网络安全事件发生，制止和防御网络黑客的攻击，APP 系统与整个播出系统严格物理隔离。

2.2 功能实现

2.2.1 实时查看

安全播出管理人员登录APP系统后进入主界面可实时监测播出节目的场强、载噪比、音频幅度情况（见图2）。

图2 手机APP系统主界面

图3 APP软件实时推送报警信息

图4 手机后台实时推送报警信息

2.2.2 系统告警实现

当播出系统发生故障，APP系统通过以下三种方式发出告警：（1）通过手机APP软件实时推送报警信息（见图3）；（2）通过手机后台实时推送报警信息（见图4）；（3）电话呼叫实时报警。

2.2.3 数据查询

通过手机APP 系统主界面的“历史”栏可对监测节目的历史数据（报警信息）进行查询。报警信息的历史数据也可以以Excel形式导出，便于综合分析。

2.2.4 权限设置

（1）不同用户根据相应权限查看自己权限内的系统状态，即中心台安全播出管理人员可以查看管辖范围内所有台站的播出情况，各台（机房）安全播出管理维护人员只能查看本单位播出系统情况。

（2）对不同的管理层级安全播出管理人员，推送相应级别的告警内容。中心台安全播出管理人员可以收到管辖范围内所有台站的告警信息推送，并且当告警故障为“无功率”时，会收到告警电话；各台（机房）安全播出管理维护人员只会收到本单位播出系统的告警信息，并且当播出系统发生“无音频”、“无功率”故障时都会收到告警电话。

2.2.5 系统参数配置

台内工作人员根据设备运行情况，通过多路广播网络监测仪上的触摸屏及“锡林浩特广播发射中心台综合监控运维管理平台”就可以对系统进行参数配置,主要包括频点值、FM/AM 模式、频点中文名称、循环监听模式、静噪门限、报警门限、每路节目监测时间段、告警延时等内容。

3 实验成果

对系统的整体性进行调整，包括软件、系统参数等，确保了手机APP系统报警信息的准确率。

3.1 前期准备——系统硬件及客户端安装调试

由于该系统是通过无线接收方式实时对广播覆盖信号进行统计、分析，在安装APP 系统接收设备时需将设备放置在信号接收效果好的位置，以免影响接收效果。

客户端用户实验准备工作包括：下载并安装APP 安装包；权限预先设定，在系统相应的“管理平台”内预先对新用户进行添加并设置好用户名、初始密码，完成角色定义、报警通知权限设置等内容。完成以上前期工作后，安全播出管理人员进入APP登录界面并输入用户名及密码即可进入APP 系统，当系统发出报警信息时，他们便可以收到推送信息。

3.2 实验过程

3.2.1 对系统的软件功能、界面、用户体验等进行调整

实验过程中，针对发现的问题不断对系统进行改进。

问题（1）APP 系统中“历史数据查询”功能模块，使用时只能单频率查询不能按时间段对所有节目进行查询。改进：升级系统软件，升级后“历史数据查询”可以按时间段对机房全部频率报警信息查询。问题（2）节目监测实时画面中纵坐标轴数据自适应，数据展示不直观，不便于各节目之间数据的对比。改进：升级系统软件，升级后所有节目数据监测纵坐标轴得到统一，数据展示更加直观。问题（3）电话告警播报内容过长，不够精炼。改进：精简电话告警播报内容，只对频率、故障时间、故障现象进行播报，进而缩短报警时间。

3.2.2 系统功能实验

实验数据的获得主要有以下三种方式：（1）发射机停机、检修时间实验数据；（2）发射机正常播出过程中获得的实验数据；（3）为方便实验数据的取得，搭建一套实验播出系统。由信号源系统（卫星接收天线、卫星接收机、音频处理器）、一台100w 调频发射机、假负载构成（见图5）。值得一提的是，实验系统末端接假负载，不会导致电磁波外泄，不受播音时间的限制，工作人员可以随时、反复对APP 系统进行实验。系统正式运行阶段继续使用该系统定期对APP 系统稳定性定期进行检测。

图5 实验播出系统框图

在实验过程中，多个频率遇到APP 系统“假告警”的情况，即：发射机音频或功率未丢失，APP 系统发出告警通知。出现这一问题的原因是：某些节目播出过程中有较长时间的停顿、低调幅度或发射机主备机自动倒换时间在告警延时时间内导致APP 系统认为出现无音频或无功率故障而告警。根据实验数据，主要采用以下方法降低“假告警”率：一是通过核实节目实际播出中的一般停顿时长（通过查询自台监控系统数据、APP 系统历史数据），综合考虑来确定一般情况下节目的无音频时长，延长服务器无音频告警延时，根据节目内容一般设置为50秒，绿野之声节目（AM1044kHz 和FM87.8MHz）设置为70—80 秒。二是通过延长服务器无功率报警时间来降低“假告警”报警率，由于机房发射机主备机倒换时间为15秒，将无功率告警延时设置为20 秒。三是受电磁环境的影响，结合实际合理调整多路广播网络监测仪上的“场强报警门限”（中波设置为35dB，调频设置为25dB），当监测到的节目场强在一段时间低于此数值就发出报警。

3.2.3 实验成果

经过近三个月的实验，累计实验200 余次，由于前期系统处于调整期，系统的正常报警率达不到预期效果。经过对系统的升级完善和参数的调整，后期APP系统的告警准确率达到98%以上，未报警或异常报警率占总体的2%，具体原因是系统网络中断等原因导致服务器死机或者出现“假告警”。总体来说，手机APP 系统运行可靠，对设备故障报警的准确率较高。

4 系统运行

在试验过程中不断完善系统，APP 系统日趋稳定。2020 年1 月，手机APP 系统在中心台发射机房正式使用，作为安全播出管理手段的补充，手机APP 系统与机房的自台监控系统共同保障着台站的安全播出，台站的安全播出监测技防手段实现“双保险”。为充分利用报警信息，提高事故处置效率，达到快速处置故障、降低劣、停播率的目的，我台充分发挥APP 系统效能，发挥一线值机员、检修人员的作用，采取必要措施，将人防与技防有效结合。

4.1 严格界定APP系统使用权限

台站安全播出管理和维护人员拥有登录权限，可以查看设备运行状态，并会收到APP 系统推送的报警信息。

4.2 提高“电话告警”信息推送的针对性

根据报警故障信息内容的不同向特定人群推送电话告警信息。（1）当APP 系统监测的节目音频丢失，系统第一时间将“无音频”告警电话推送至发射机房安全播出管理维护人员。（2）当APP 系统监测到台站播出节目功率丢失，系统第一时间将“停机”告警电话推送至中心台安全播出管理人员和发射机房安全播出管理维护人员。

4.3 制定科学、合理的制度和运行流程

为完善APP 系统管理制定了《锡林浩特广播发射中心台手机APP 系统工作管理制度》《锡林浩特广播发射中心台手机APP 系统报警推送制度》《锡林浩特广播发射中心台手机APP 系统实验、维护制度》；同时为提高设备故障处理的科学、准确性制定了《锡林浩特广播发射中心台手机APP 系统运行处理流程》（见图6）。

4.4 定期对系统监测数据进行分析

通过APP 系统导出的监测数据，比对自台监控系统数据，对节目的整体播音情况进行综合分析，以掌握机房设备整体播出情况，进而做到设备故障的提前预警、预判。

4.5 提高报警信息内容的实用性

考虑到值机员在机房现场，是距离故障现场最近的人员，值机员能够第一时间处理故障，可以大大减少停播劣播时间，故将“报警信息”与“基本故障处理方法”捆绑推送到客户端，使在第一现场的值机员收到报警信息同时收到“基本故障处理方法”，可以在第一时间提醒值机员针对故障判断故障原因，采取必要措施。

“停机（无功率）”故障推送内容为“*时*分*频率停机基本故障处理方法：

1.外电停止，发电机未启动？查看所有设备是否都没电→是→外电停止→发电机未自行启动→手动启动发电机→开发射机”。

2.外电正常，发射机供电问题？此设备没电，其它有电→外电正常→查看控制发射机供电的设备→合发射机低压开关（空开）→开发射机、启动对应稳压柜设备按钮、合低压开关柜空开。

3.供电正常，发射机未启动？手动开启主机→未成功→倒换设备异常→手动开启备机。”

“无音频”故障推送内容为“*时*分*频率无音频 基本故障处理方法：

1.监控桌显示主路信源无、备路信源有→信源切换设备处于“手动”状态→手动切换至备路信号。

2.监控桌显示主、备路信源都有→发射机信号输入端有问题→入发射机信号线是否接触不好→重新插好。

3.监控桌显示主、备路信源都无→使用应急跳线。”

5 APP系统的应用思考

手机APP 系统在台站的日常播出和重要播出保障期中发挥着重要的作用，它的使用使台站的安全播出防范水平大幅度提高，根据我台使用期间的总结和需求，下一步将进一步完善以下功能。

（1）将“机房值班表”模块植入APP 系统，工作人员按照排班情况定期更新值班表，保证值班表与实际值班情况相统一。一方面便于管理者和值机员查看，另一方面系统会结合值班表和故障时间向当班人员推送报警信息。

图6 锡林浩特广播发射中心台手机APP系统运行处理流程

（2）将“日凌”等预警信息植入系统，APP 系统按照预先设定的时间进行推送，使系统达到更好的预警提示作用。

（3） 机房、休息室放置APP 系统报警信息语音提示器，以使预警信息能第一时间对当班值机员起到警示作用，有效防止安全播出事故发生。

（4）进一步提高系统稳定性，确保报警信息的准确性。

（5）鉴于其在发射台中发挥的重要作用，我台将按照“分批次、分阶段”原则逐步在所属其它台站进行推广，在推广过程中完善系统，使其在保障安全播出工作中发挥出更大的作用。

结束语

当保障安全播出的人防、物防、技防措施到位，并在实际工作中发挥的作用相互结合、相互促进、相互补充，台站的安全播出保障能力将极大提高。随着科技的发展，智能手机上线并催生APP 应用程序，我们将手机APP端对台站的监测应用在发射台的安全播出管理中，进一步确保安全播出。实用技术在发射台中的应用使台站的技防水平得到加强，安全播出保障能力全面提高，“智慧”监测管理水平得到提升。